基于EKF的轴频电场幅值与相位的融合定位方法

为提高利用舰船轴频电场进行舰船定位与轨迹探测的精度,设计了一款融合轴频电场幅值信息和相位信息的扩展卡尔曼滤波器.在空间直角坐标系下,结合浅海中水平时谐电偶极子电场解析式和遗传算法建立了位置计算模型,确定了场源到场点的距离.针对舰船定位时受到各种因素的影响导致定位效果难以达到理想精度的现状,提出了融合轴频电场幅值信息和相...     

三补偿阳极的电场特性建模和优化计算

为深入研究阳极数量和安装位置对舰船电场特性的影响,在分析单个和两个阳极情况时电场特性的基础上,通过多群进化规划算法对电场分布进行优化计算,建立数学模型并仿真分析了采用三补偿阳极时舰船周围水下电场的分布情况,得到了三个补偿阳极对于舰船电场防护效果的影响.最后,进行实船安装三个阳极的电场测量分析实验,实验结果与仿真结果一致,证明该方法对舰船阳极的安装数量和位置有直接指导作用.     

考虑了舰船吃水深度的舰船水压场的计算方法

一、引言舰船水压场的计算是为设计水雷水压引信、设计水压扫雷具以及研究舰船对水压水雷的防护提供物理场的依据。有关运动舰船水压场的计算,除经验公式以外,还有一些近似的理论公式。这些近似的理论公式都是把运动舰船对水质点的扰动看成为是集中在水面上舰船首尾线处的一组线源汇引起的扰动,而实际上,这种扰动是由整个船体湿表面所引起的,因此,用这种方法计算出的水压场值必然偏低,特别是在浅水区,例如水深为2～3倍舰船吃水深度时,按此法计算就会带来过大的误差。     

舰船极低频电场的产生机理及其防护

舰船极低频电场由于能在海水中传播到很远的距离,而且很容易被探测到,已成为舰船的一个重要目标特性.螺旋桨转动调制舰船腐蚀电流和外加电流阴极保护系统在海水中产生的电流是舰船极低频电场的2个重要来源.质量较差的阴极保护系统(ICCP)中的电源滤波器也会导致极低频电场的产生.电磁场防护结构工艺、被动轴接地系统、主动轴接地系统和电场抵消系统是目前降低舰船极低频电场的主要方法.     

运动舰船的感应电场

近年来舰船的电场问题逐渐得到重视,已经在理论和实验两方面都作了一些工作．舰船电场产生的机理在不同的环境和运动状态下有多方面的因素．文中考虑运动状态下的舰船,由于本身的磁性,以及船体运动引起磁通的空间变化而产生的感应电场．根据实验室的模拟实验结果,作了理论的计算分析     

基于旋转点电荷模型的舰船腐蚀电场

为了找出轴频电场无法彻底消除及实际测量中静电场产生波动曲线问题的原因,基于旋转点电荷的建模方法对舰船腐蚀电场进行研究。利用汉克尔变换对点电荷在三层介质中产生的电场进行近似求解,得出一定转速下感应电场随时间、螺旋桨半径及水面距离变化的规律曲线图,并通过实验验证了理论结果的正确性。结果表明:螺旋桨旋转产生的感应电场是构成舰船腐蚀电场的一部分,一定转速下的感应电场频率与螺旋桨转动频率一致,并会随着螺旋桨半径及与水面距离的增加而减小。     

舰船电场传感器水下定位方法

为提高船舶电场传感器在水下测量电场时的定位与姿态测量精度,设计了舰船电场传感器新型水下姿态位置测量装置,提出了利用该装置测量舰船电场传感器水下姿态位置的方法,并研究了水下姿态位置数据处理方法和位置、姿态计算方法。通过对水下姿态位置测量装置的测量误差分析,所设计的测量方法位置精度可控制在1m之内,是一种有效的船舶电场传感器水下定位与姿态测量方法。     

运动舰船上任意分布的磁偶极子的感应电场计算

基于电磁场的坐标变换和线性叠加原理 ,导出了舰船上任意分布的磁偶极子感应电场的计算方法 .与积分方法相比 ,该方法具有普遍性 ,对任意磁化的舰船感应的磁场都适用 .     

海水电场受物体电导率及其形状影响分析

海水中电场测量体会对目标电场产生影响,为了提高电场测量的准确度,利用有限元分析的方法研究了物体对海水电场分布的影响因素,并确定畸变电场的分布规律。仿真结果表明:海水电场畸变峰值大小及其畸变区域受物体的电导率及其形状影响,物体电导率小于或大于海水电导率时对电场分布的影响截然相反,物体形状的曲率越大,电场畸变的峰值越大,但畸变区域越小。     

舰船偏离航道中心运动时水压场的计算方法

本文给出了舰船以亚临界航速偏离航道中心运动时水压场的计算方法。在船体细长、水深较浅的情况下,通过渐近匹配展开法可以得到舰船运动在矩形航道中的扰动速度势控制方程。用纵向分布源涡代替舰船的存在,为满足边界条件需要使用映像原理。从文献知道,源强正比于舰船横截面面积的变化率,涡强需从一个积分方程求取。通过数值计算得到源涡强度分布后,即可求出航道中舰船的扰动压力分布。     

舰船腐蚀电场建模及补偿最优解验证

基于等效偶极子法,从补偿偶极子长度、角度、大小三方面给出了任意角度的补偿偶极子场解析式,再利用电荷矢量叠加原理,建立了"腐蚀偶极子+补偿偶极子"电场模型。仿真以单轴桨船为例,先验证"腐蚀偶极子+补偿偶极子"电场模型的正确性,再进行补偿偶极子对舰船电场的影响验证,从而得出补偿最优解。模拟实验结果表明,补偿阳极在工程允许条件下距离补偿系统接船端最远处,且补偿系统平行于水平面和船体时补偿效果最优;在补偿最优条件下,理论上是可以抵消原舰船腐蚀电场的。     

舰船电场特性初步分析

根据海上实测数据,结合实验室试验和理论分析,初步分析了舰船电场的频率成分、强度、波形特征与舰船航速、消磁水平以及尺度等的关系。结果表明,舰船电场信号对各种舰船是普遍存在且特征明显、比较容易检测。     

等、变深度舰船水压场的理论计算

在浅水、薄船、无限宽水域的条件下,舰船以亚临界速度(F_H<1)运动时,利用E.O.Tuck提出的渐近匹配展开法,可以得到定深度扰动速度势的摄动方程。对水深缓慢变化的海底,舰船的绕流不再是定常的,根据A.Plotkin所采用的多重尺度法,可以得到变深度浅水舰船扰动速度势的摄动方程。如果仅考虑扰动速度势的一阶摄动方程,则可得到考虑了线性兴波影响的舰船水压场的计算公式。     

舰船自然腐蚀时腐蚀相关电场场源等效方法研究

为解决舰船腐蚀相关电场场源等效问题,从产生机理出发,根据实际舰船结构、海洋环境等条件,提出了舰船自然腐蚀时腐蚀相关电场场源的具体等效方法。该方法的基本场源为沿一定方向放置的异种金属对,并按一定方法将其等效为电偶极子或电流线。在实验室条件下,模拟海洋环境和舰船自然腐蚀时的基本场源,对该场源等效方法的正确性进行验证,验证过程中特别考虑到水域周边岸壁边界的影响。结果表明:所提出的场源等效方法是正确的,可用于对舰船自然腐蚀时水下腐蚀相关电场的分布特点进行预估,也可为舰船水下电场的其他应用提供理论依据。     

舰船水压场畸变的数值模拟

用有限基本解法对舰船下方附加翼板后的水压场进行了数值模拟。分光体船、附加单翼板和附加双翼板三种情况,在不同的水深下分别进行计算,获得了相应的纵向通过特性曲线,并与实验结果进行了比较。在不同的翼板位置、攻角和离船底距离下对水压场进行计算,以优化得到最佳水压场畸变效果。     

鱼雷命中后舰船的载荷计算和剩余强度评估

以某舰船为例,计算了鱼雷在舰船底部非接触爆炸使舰体结构产生破损后由于进水引起的浮态和载荷变化,给出了鱼雷命中破损后波浪弯矩随不同破损部位、不同进水体积的变化规律.计算了破损舰船的弹塑性极限弯矩,并对舰船的剩余强度进行了评估.计算结果表明,鱼雷命中的最危险位置是船中,外载荷的增大和结构承载能力的减小使舰体结构在单发命中时也可能失效.     

海水中稳恒电流电场的点电极计算模型

根据点电极基本假设,利用均匀介质中稳恒电流场与静电场的相似性,分别采用分离变量法和镜像法计算了点电极稳恒电流场在空气 海水 海床三层介质平行界面模型下的电位分布,从而得到了海水中稳恒电流电场的计算模型.计算结果表明:点电极的电场分布具有明显的特征,可作为舰船电场电极阵列模拟的计算单元.     

影响水下距离选通激光图像光学相关识别的若干因素

针对水下距离选通激光图像光学相关识别技术的应用,研究了引起图像畸变从而导致光学相关识别相关峰输出效率降低的若干因素,并通过实验的方法采集了不同系统参数设置下的激光成像图片,然后采用相位匹配的方法对图片进行相关性分析,同时应用PCE、Disc等指标联合评价输出的相关峰质量,从而衡量各因素所引起的成像畸变对光学相关识别性能的影响程度.MATLAB软件仿真结果证明:激光单脉冲能量、ICCD增益、成像距离等因素变化均会引起图像相位特征畸变,导致相关识别鉴别率降低.该结果可为建立水下距离选通成像系统控制模型和设计匹配滤波器提供参考.     

用二次谐波检测舰船电场的研究

提出一种测量舰船电场的新方法,即用二次谐波方法测量大轴周围磁场,从而确定大轴电流,进而分析由大轴电流带来的舰船电场.理论和实验均表明,该方法结构简单,构思精巧,是检测舰船电场的方法之一.     

运动舰船的电场测量

从理论和实验上对起源于防腐措施的舰船电场已进行了一些研究,但主要是针对近场,实测也是在静态进行．对运动舰船的电场分布、数量级及信号形式尚未见到文献报道．作者根据一次对海上运动舰船的电场测量结果,对上述问题作了一些研究．依据实验现象和测量到的信号特征,提出初步理论分析．理论分析与实验数据基本符合,说明运动舰船产生的感应电场是可以测量的．